GPS与地面测量数据联合平差方法研究及软件研制

论文摘要

近年来,随着GPS定位技术的飞速发展,应用GPS技术建立和改造各种大地和工程控制网引起了测绘界的重视。本文从GPS与地面测量数据联合平差的函数模型与随机模型的建立两方面进行了论述与探讨。本文首先从GPS与地面测量数据联合平差基本原理出发,详细论述了GPS与地面测量数据联合平差数据处理中较为常用的4种数学模型,包括：在参心空间直角坐标系中平差的数学模型、在参心大地坐标系中平差的数学模型,以及在二维平面直角坐标系中平差的两种模式的数学模型,并对这4种联合平差的数学模型进行了比较与分析,总结了各种联合平差数学模型的优缺点,及其适用范围。然后,对GPS与地面测量数据联合平差中不同类观测值的定权方法进行了研究,并通过比较经验定权法与赫尔默特方差分量估计定权法的联合平差结果,得出了不同的定权方法将会影响联合平差的结果。为了得到参数的最优估计和合理的精度评定,应利用赫尔默特方差分量估计法进行联合平差处理。最后,基于GPS与地面测量数据联合平差的函数模型与随机模型的理论基础,采用Visual C++作为开发工具,研制了能满足不同实际工程需要的GPS与地面测量数据联合平差软件（UnionAdj）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 GPS与地面测量数据联合平差的数学模型
• 2.1 GPS与地面测量数据联合平差的几种常用坐标系及其转换
• 2.1.1 空间直角坐标系与大地坐标系
• 2.1.2 高斯平面直角坐标系
• 2.1.3 不同坐标系的坐标转换
• 2.2 GPS基线向量网在地心空间直角坐标系中平差的数学模型
• 2.3 GPS与地面测量数据在参心空间坐标系中平差的数学模型
• 2.3.1 在参心空间直角坐标中平差数学模型
• 2.3.2 在参心大地坐标系中的平差数学模型
• 2.3.3 三维联合平差的求解
• 2.4 GPS与地面测量数据在平面直角坐标系中平差的数学模型
• 2.4.1 在二维平面直角坐标系中平差模式一的数学模型及解法
• 2.4.2 在二维平面直角坐标系中平差模式二的数学模型
• 2.5 GPS与地面测量数据联合平差数学模型的比较
• 第3章 联合平差中各类观测值权的确定
• 3.1 各类观测值的定权方法
• 3.2 定权误差对平差结果的影响
• 3.2.1 定权误差对未知数参数协因数阵的影响
• 3.2.2 权的误差对未知数参数及观测值改正数的影响
• 3.3 随机模型的验后估计
• 3.3.1 赫尔默特方差估计法的严密公式
• 3.3.2 赫尔默特方差分量估计的简化公式
• 3.4 经验定权与方差分量估计定权平差的比较分析
• 第4章 GPS与地面测量数据联合平差数据处理软件研制
• 4.1 软件开发的目标与原则
• 4.1.1 软件开发的目标
• 4.1.2 具体的技术要求
• 4.1.3 软件开发的原则
• 4.1.4 软件的开发工具
• 4.2 软件的总体结构设计
• 4.2.1 软件的功能设计
• 4.2.2 软件的数据处理流程设计
• 4.2.3 软件的功能菜单设计
• 4.2.4 软件的主程序界面
• 4.3 软件的主要功能模块设计
• 4.3.1 数据采集功能模块
• 4.3.2 数据质量检核功能模块
• 4.3.3 坐标转换功能模块
• 4.3.4 网平差计算功能模块
• 4.3.5 高程转换功能模块
• 4.4 软件的实例分析
• 4.4.1 算例分析与比较
• 4.4.2 计算方案
• 4.4.3 计算结果分析
• 4.5 软件的特点
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文